План
Вступ
Розділ 1. Про бласти використання електромагнітних полів радіочастот
Розділ 2. Біологічна дія ЕМП радіочастот
Розділ 3. Гігієнічне нормування ЕМП радіочастот
Розділ 4. Захисні заходи при роботі з джерелами ЕМП
Висновок
Список використаної літератури
Вступ
Електромагнітну енергію використовують у радіо-, радіорелейного і космічної зв'язках, радіолокації, радіонавігації, на телебаченні, у металургії та металообробній промисловості для індукційного плавлення, зварювання, напилення металів, у деревообробній, текстильній, легкій і харчовій промисловості, в радіоспектроскопії, сучасній обчислювальній техніці, медицині тощо.
У виробничих приміщеннях джерелами електромагнітного випромінювання є неекранірование робочі елементи високочастотних установок (індуктори, конденсатори, високочастотні трансформатори, батареї конденсаторів, котушки коливальних контурів тощо). При експлуатації ВЧ-, ДВЧ-, УВЧ-приймачів на радіо-і телецентрах джерелами електромагнітного випромінювання є високочастотні генератори, антенні комутатори, пристрої складання потужностей електромагнітного поля, комунікації (від генератора до антенного пристрою), антени.
У наш час постійно людина піддається впливу електромагнітного поля. Біологічний вплив ЕМП характеризується тепловим впливом і нетепловим ефектом. Під тепловою дією мається на увазі інтегральне підвищення температури тіла або окремих його частин під час загального або локального опромінення. Нетепловий ефект пов'язаний з переходом електромагнітної енергії в об'єкті в нетепловую форму енергії (молекулярно резонансне виснаження, фотохімічна реакція та ін.) Чим менша енергія електромагнітного випромінювання, тим вищий тепловий ефект, який вона здійснює.
Надмірне дію ЕМП завдає шкоди людському організму. Потрібно знати як захистити себе і людей від нього. Вплив ЕМП на організм залежить від таких фізичних параметрів як довжина хвилі, інтенсивність випромінювання, режим випромінювання - безперервний і уривчастий, а також від тривалості впливу на організм, комбінованої дії інших виробничих факторів (підвищена температура повітря, наявність рентгенівського випромінювання, шуму тощо) , які здатні змінити можливість опору організму на дію ЕМП. Характер впливу на людину електромагнітного випромінювання в будь-яких діапазонах відрізняється один від одного, у зв'язку з чим значно відрізняються і вимоги до нормування різних діапазонів випромінювання.
Розділ 1. Про бласти використання електромагнітних полів радіочастот
Електромагнітне поле (ЕМП) радіочастот характеризується рядом властивостей (здатністю нагрівати матеріали, поширюватися в просторі і відбиватися від кордону розділу двох середовищ, взаємодіяти з речовиною), завдяки яким ЕМП широко використовуються в різних галузях народного господарства: промисловості, науці, техніці, медицині. Електромагнітні хвилі діапазону низьких, середніх, високих і дуже високих частот застосовуються для термообробки металів, напівпровідникових матеріалів і діелектриків (поверхневий нагрів металу, гарт і відпустка, напайку твердих сплавів на різальний інструмент, пайка, плавка металів і напівпровідників, зварювання, сушіння деревини та ін .), у радіозв'язку, радіомовлення, медицині.
Для індукційного нагріву найбільш широко використовуються ЕМП частотою 60-74, 440 і 880 кГц. Індукційний нагрів здійснюється в основному магнітної складової ЕМП за рахунок вихрових струмів, що наводяться в матеріалах при впливі на них ЕМП.
ЕМП діапазону ВЧ і НВЧ часто застосовуються у радіозв'язку, радіомовлення, телебачення, медицині, для нагріву діелектриків у високочастотному електричному полі (зварювання полімерної плівки при виготовленні обкладинок для книг, папок, пакетів, іграшок, спецодягу, полімеризація клею при склеюванні дерев'яних виробів, нагрівання пластмас і пресспорошков та ін.) Нагрівання діелектриків здійснюється в основному електричної складової ЕМП. Установки діелектричного нагрівання переважно працюють на частотах 27, 39, 40 МГц [1, ст.95]
Електромагнітні хвилі діапазону УВЧ, СВЧ і КВЧ (мікрохвилі) використовуються в радіолокації, радіонавігації, для радіорелейного зв'язку, багатоканальної радіозв'язку, радіоастрономії, радіоспектроскопії, геодезії, дефектоскопії, фізіотерапії і т. д. Іноді ЕМП УВЧ діапазону застосовуються для вулканізації гуми, термічної обробки харчових продуктів, стерилізації, пастеризації, вторинного розігріву харчових продуктів і т. д.
У фізіотерапії ЕМП використовують як потужний терапевтичний фактор у комплексному лікуванні багатьох захворювань (ВЧ-установки для діатермії і індуктотермії, спеціальні апарати для УВЧ-терапії і НВЧ-апарати для мікрохвильової терапії).
Джерелами випромінювань електромагнітних хвиль низької, середньої, високої і дуже високої частоти у виробниче приміщення є лампові генератори.
У радіотехнічних установках всіх діапазонів частот, що використовуються для радіолокації, зв'язку, радіомовлення, основними джерелами випромінювання енергії є антенні системи. Паразитне випромінювання створюється внаслідок неякісного екранування ВЧ-елементів в блоках передавачів, в пристроях складання потужностей і розділових фільтрах, нещільності з'єднань хвилеводних трактів, відсутності екранування ліній передачі електромагнітної енергії.
В електронній промисловості джерелами електромагнітних випромінювань радіохвильового діапазону на ділянках динамічних випробувань приладів можуть бути перенесені прилади, елементи хвилеводних трактів, вимірювальні генератори.
У процесі експлуатації НВЧ-печей можуть виникати витоку енергії в результаті порушення екрана робочої камери.
Джерелами ЕМП у фізіотерапії при роботі високочастотних апаратів є електроди і НВЧ-випромінювачі.
При оцінці умов праці враховуються час впливу ЕМП, характер опромінення працюючих (безперервний, переривчастий, інтермітуючий) [8, ст.165].
При здійсненні санітарного нагляду за радіотехнічними пристроями ведеться протокол вимірювань рівнів електромагнітних полів на робочих місцях і в разі перевищення ПДУ даються рекомендації щодо зниження значень ЕМП. Велике значення, має паспортизація установок. Паспорт установки повинен включати в себе технічні дані генератора (потужність, частотний діапазон, призначення), схему розміщення у виробничому приміщенні.
Практика показує, що ступінь опромінення працюючих на установках індукційного та діелектричного нагрівання залежить від потужності установок і ступеня екранування ВЧ-елементів, а також від розташування робочого місця відносно джерела випромінювання.
При експлуатації радіочастотних установок поряд з електромагнітними полями істотне гігієнічне значення можуть мати супутні фізичні та хімічні фактори виробничого середовища (шум, високі і низькі температури, вуглеводні та ін), обумовлені роботою генераторних схем і особливостями технологічних процесів, а також характер самої праці.
Розділ 2. Біологічна дія ЕМП радіочастот
За законами фізики зміни в речовині може викликати тільки та частина енергії випромінювання, яка поглинається цією речовиною, а відбита або проходить через нього енергія дії не робить. Електромагнітні хвилі лише частково поглинаються тканинами біологічного об'єкта, тому біологічний ефект залежить від фізичних параметрів ЕМП радіочастот: довжини хвилі (частоти коливань), інтенсивності та режиму випромінювання (безперервний, переривчастий, імпульсний-модульований), тривалості та характеру опромінення організму (постійне, інтермітуюча) , а також від площі облучаемой поверхні і анатомічної будови органа або тканини.
Ступінь поглинання енергії тканинами залежить від їх здатності до її відображенню на межах розділу, визначається вмістом води в тканинах та іншими їхніми особливостями. Коливання дипольних молекул води та іонів, що містяться в тканинах, призводять до перетворення електромагнітної енергії зовнішнього поля в теплову, що супроводжується підвищенням температури тіла або локальним виборчим нагріванням тканин, органів, клітин, особливо з поганою терморегуляцією (кришталик, склоподібне тіло, насінники і ін ). Тепловий ефект залежить від інтенсивності опромінення. Порогові інтенсивності теплового дії ЕМП на організм тварини складають для діапазону середніх частот 8000 В / м, високих - 2250 В / м, дуже високих - 150 В / м, дециметрових - 40 мВт / см 2, сантиметрових - 10 мВт / см 2, міліметрових - 7 мВт / см 2. ЕМП нижче зазначених величин не володіють термічною дією на організм, але викликають слабко виражені ефекти аналогічної спрямованості, що, згідно з рядом теорій (молекулярної поляризації, іонної та концепції інформаційної взаємодії ЕМП з живими об'єктами), вважається специфічним нетепловим дією, тобто переходом електромагнітної енергії в об'єкті в якусь форму нетепловий енергії. Так чи інакше про біологічну дію ЕМП невеликих інтенсивностей існують досить сформовані уявлення [1, ст.97]
Дія ЕМП радіочастот на ЦНС при ППЕ більше 1 мВт / см 2 свідчить про її високу чутливість до ЕМІ. Однак спостерігаються реакції відрізняються великою варіабельністю і фазним характером, включаючи умовнорефлекторні і поведінкові реакції. Вони в такій мірі залежать від діапазону і режимів опромінення, виду тварин, що говорити про наявність будь-яких специфічних кореляцій дуже важко, особливо щодо гігієнічного значення ефектів, які спостерігаються в експерименті, і можливості перенесення уявлень, отриманих у дослідах на тваринах, на людину . Останнє вкрай ускладнюється високорозвиненою психікою людини, здатної реагувати на самі різноманітні впливи, а також і тим, що в умовах виробництва працює майже ніколи не піддається ізольованому впливу ЕМП. З огляду на особливості людської психіки при розширенні використанні джерел ЕМП в побуті (наприклад, СВЧ-печей), переоцінка можливості несприятливої дії ЕМП з деонтологічної точки зору така ж небезпечна, як і недооцінка.
Стан ендокринної системи. При впливі ЕМП на тварин спостерігаються численні гормональні зрушення, що свідчать про порушення нервово-ендокринної регуляції по типу стресу: втягується - гіпоталамо-гіпофізарно-адренокортикальна система, гальмується секреція гормонів росту і стимулюється виділення кортикостероїдних гормонів та пролактину і_т. д. У більшості дослідів зміна рівня гормонів настає при високих поглинених доз опромінення (7 Дж / г) при зовнішній інтенсивності опромінення понад 80 мВт / см 2, хоча різні коливання гормональної активності, особливо рівнів 17-оксікето-і кортикостероїдів, спостерігалися в експериментах і при слабких рівнях впливу. Таким чином, порушення гормонального рівноваги при наявності НВЧ-фону на виробництві слід розглядати як протипоказання для професійної діяльності, пов'язаної з нервовою напруженістю праці і частими стресовими ситуаціями.
Для перенесення на людину даних про зміни ендокринної системи, отриманих експериментально на тваринах, в принципі також є ряд обмежень, викликаних наявністю специфічних якісних відмінностей гормональних реакцій людини, обумовлених складністю його емоційно-психічної сфери. Крім того, обмеженням служить адаптивний характер багатьох гормональних реакцій у тварин, а також відсутність чіткої кількісної залежності ефектів від щільності потоку енергії (ППЕ) і дози опромінення.
Стан системи крові та імунологічні реакції. Постійні зміни у крові спостерігаються, як правило, при ППЕ вище 10 мВт / см 2, хоча і при менших рівнях дії спостерігаються фазові зміни кількості лейкоцитів, еритроцитів і гемоглобіну (частіше лейкоцитоз, еозінопенія, підвищення еритроцитів і гемоглобіну) [8, ст.170 ]
Якісні особливості імунологічних реакцій нагадують відповідь на стероїдні гормони та вплив теплового фактора. При тривалому впливі ЕМП відбувається фізіологічна адаптація або ослаблення імунологічних реакцій.
Поразка очей у вигляді помутніння кришталика - катаракти є одним з найбільш характерних специфічних наслідків впливу ЕМП в умовах виробництва. Численними експериментальними дослідженнями показана залежність ураження кришталика від виду та інтенсивності опромінення. При дії міліметрових хвиль зміни наставали негайно, але швидко проходили, в той час як при частоті 35 ГГц вони були стійкими, тому що були результатом пошкодження епітелію рогівки. При частоті близько 400 кГц ушкоджень, як правило, не спостерігалося. В основі спостерігалися поразок лежав тепловий ефект, який, як виявилося, має здатність до кумуляції. Видимим макроструктурних змін передують одночасно виникають більш тонкі біохімічні та морфологічні зміни, які виявляються за допомогою електронного мікроскопа. Крім цього, слід мати на увазі і можливість несприятливого впливу ЕМП-опромінення на сітківку і інші анатомічні утворення зорового аналізатора.
Клініко-епідеміологічними дослідженнями людей, що піддавалися виробничому впливу НВЧ-опромінення при інтенсивності його нижче 10 мВт / см 2, показано відсутність будь-яких проявів катаракти.
Клінічні прояви впливу ЕМП-радіочастот. Безпосередні спостереження на людях свідчать про великий поліморфізм скарг і відзначаються симптомів.
Впливу ЕМП з рівнями, що перевищують допустимі, можуть призводити до змін функціонального стану центральної нервової та серцево-судинної систем, порушення обмінних процесів та ін При дії значних інтенсивностей НВЧ можуть виникати більш-менш виражені помутніння кришталика ока (катаракта). Нерідко відзначаються зміни у складі периферичної крові. Початкові зміни в організмі оборотні. При хронічному впливі ЕМП зміни в організмі можуть прогресувати і призвести до вираженої патології з астеновегетативного, ангиодистонического і діенцефальним проявами або енцефалопатії з вираженими органічними симптомами [9, ст. 201]
У результаті впливу радіочастотних випромінювань клінічно розрізняють 3 стадії змін в організмі: початкову, помірно виражену і виражену, хоча клінічні прояви у хворих, як правило, не укладаються в рамки строго певних синдромів, і на практиці захворювання позначається як «наслідки хронічного впливу НВЧ-поля ».
Розділ 3. Гігієнічне нормування ЕМП радіочастот
Інтенсивність електромагнітних полів радіочастот на робочих місцях персоналу, який здійснює роботи з джерелами ЕМП, і вимоги до проведення контролю регламентуються ГОСТом 12.1.006-84 «Електромагнітні поля радіочастот. Допустимі рівні на робочих місцях і вимоги до проведення контролю ».
ЕМП радіочастот у діапазоні частот 60 кГц - 300 МГц оцінюються напруженістю електричної та магнітної складових поля; в діапазоні частот 300 МГц-300 ГГц - поверхневою щільністю потоку енергії (ППЕ) випромінювання та створюваної ним енергетичної навантаженням (ЕН).
ЕН являє собою сумарний потік енергії, що проходить через одиницю облучаемой поверхні за час дії (Т), і виражається твором ППЕ-Т.
Напруженість ЕМП в діапазоні частот 60 кГц-300 МГц на робочих місцях персоналу протягом робочого дня не повинна перевищувати встановлених гранично допустимих рівнів (ПДУ):
по електричної складової, В / м:
50 - для частот від 60 кГц до 3 МГц;
20 - для частот від 3 МГц до 30 МГц;
10 - для частот від 30 МГц до 50 МГц;
5 - для частот від 50 МГц до 300 МГц;
за магнітною складовою, А / м:
5 - для частот від 60 кГц до 1,5 МГц;
0,3 - для частот від 30 МГц до 50 МГц.
Допускаються рівні вище зазначених, але не більше ніж в 2 рази, у випадках, коли час впливу ЕМП на персонал не перевищує 50% тривалості робочого часу.
Гранично допустимі значення щільності потоку енергії ЕМП в діапазоні частот 300 МГц-300 ГГц на робочих місцях персоналу слід визначати, виходячи з допустимої енергетичного навантаження на організм з урахуванням часу впливу за формулою:
де ППЕпду - гранично допустиме значення щільності потоку енергії, Вт / м 2 (мВт / см 2, мкВт / см 2); ЕН ПДУ - нормативна величина енергетичного навантаження за робочий день, що дорівнює: 2Вт • год / м 2 (200 мкв • год /см 2 ) для всех случаев облучения, исключая облучение от вращающихся и сканирующих антенн; 20 Вт•ч/м 2 (2000 мкВ*•ч/см 2 ) для случаев облучения от вращающихся и сканирующих антенн с частотой вращения или сканирования не более 1 Гц и скважностью не менее 50; Т — время пребывания в зоне облучения за рабочую смену, ч (без учета режима вращения или сканирования антенн).
Максимальное значение ППЭпду не должно превышать 10 Вт/м 2 (1000 мкВт/см 2 ) [1, ст.102]
Раздел 4. Защитные мероприятия при работе с источниками ЭМП
Все средства и методы защиты от ЭМП могут быть разделены на 3 группы: организационные, инженерно-технические и лечебно-профилактические. Организационные мероприятия как при проектировании, так и на действующих объектах предусматривают предотвращение попадания людей в зоны с высокой напряженностью ЭМП, создание санитарно-защитных зон вокруг антенных сооружений различного назначения. Для прогнозирования уровней электромагнитных излучений на стадии проектирования используются расчетные методы определения ППЭ и напряженности ЭМП.
Общие принципы, положенные в основу инженерно-технической защиты, сводятся к следующему: электрогерметизация элементов схем, блоков, узлов установки в целом с целью снижения или устранения электромагнитного излучения; защита рабочего места от облучения или удаление его на безопасное расстояние от источника излучения. Для экранирования рабочего места рекомендуется использовать различные типы экранов: отражающие (сплошные металлические из металлической сетки, металлизированной ткани) и поглощающие (из радиопоглощающих материалов).
В качестве средств индивидуальной защиты рекомендуется специальная одежда, выполненная из металлизированной ткани, и защитные очки.
В том случае, когда облучению подвергаются только отдельные части тела или лицо, возможно использование защитного халата, фартука, накидки с капюшоном, перчаток, очков, щитков.
Л е ч е бно-профилактические мероприятия должны быть направлены прежде всего на раннее выявление нарушений в состоянии здоровья работающих. Предусмотрены предварительные и периодические медосмотры для лиц, работающих в условиях воздействия СВЧ (миллиметровых, сантиметровых, дециметровых диапазонов), 1 раз в 12 мес. Для лиц, работающих в условиях воздействия ЭМП УВЧ и ВЧ-диапазона (средние, длинные и короткие волны), периодические медосмотры работающих осуществляются 1 раз в 24 мес. В медицинском осмотре принимают участие терапевт, невропатолог, офтальмолог.
При выявлении симптомов, характерных для воздействия ЭМП, углубленное обследование и последующее лечение проводится в соответствии с особенностями выявленной патологии [1, ст. 103].
Висновок
Электромагнитную энергию используют в радио-, радиорелейной и космической связях, радиолокации, радионавигации, на телевидении, в металлургии и металлообрабатывающей промышленности для индукционного плавления, сварки, напиливания металлов, в деревообрабатывающей, текстильной, легкой и пищевой промышленности, в радиоспектроскопии, современной вычислительной технике, медицине и тому подобное.
В производственных помещениях источниками электромагнитного излучения являются неэкранированые рабочие элементы высокочастотных установок (индукторы, конденсаторы, высокочастотные трансформаторы, батареи конденсаторов, катушки колебательных контуров и тому подобное). При эксплуатации ВЧ-, ДВЧ-, УВЧ-приемников на радио- и телецентрах источниками электромагнитного излучения являются высокочастотные генераторы, антенные коммутаторы, устройства составления мощностей электромагнитного поля, коммуникации (от генератора к антенному устройству), антенны.
Влияние ЭМП на организм зависит от длина волны, интенсивности излучения, режим излучения - непрерывный и прерывистый, а также от длительности влияния на организм, комбинированного действия других производственных факторов (повышенная температура воздуха, наличие рентгеновского излучения, шума и тому подобное), которые способны изменить возможность сопротивления организма на действие ЭМП.
Электромагнитное излучение - мощный физический раздражитель. Разные организмы имеют разную чувствительность к естественным и антропогенным (искусственных) ЭМП: характер и выраженность биологического эффекта зависят от параметров ЭМП и уровня организации биосистемы. Миллиметровые волны ЭМП влияют преимущественно на рецепторный аппарат, волны большей длины - на центральную нервную систему.
Радиочастотное излучение разные органы и системы организма поглощают по-разному: существенное значение имеют их форма и линейные размеры, ориентация относительно источника ЭМП. Первичные изменения функций центральной нервной системы и связанные с ними нарушения вызывают биологические эффекты на уровне органов и систем. Длительное действие высоких уровней электромагнитного излучения приводит к перенапряжению адаптационно-компенсаторных механизмов, существенных отклонений функций органов и систем, нарушения обмена веществ и ферментативной активности, гипоксии, органических изменений. Поскольку в производственной среде электромагнитное излучение действует, как правило, в комплексе с другими факторами, его влияние на организм человека усиливается.
Эффекты от влияния на биологические ткани человека электромагнитного излучения радиочастотного диапазона малой мощности разделяются на тепловых и нетепловых. Тепловой эффект может оказываться у человека или повышением температуры тела, или выборочным (селективным) нагреванием отдельных его органов, терморегуляция которых затруднена (желчного и мочевого пузырей, желудка, кишок, яичек, хрусталиков).
Условно различают такие механизмы биологического действия ЭМП:
• непосредственное действие на ткани и органы, когда изменяется функция центральной нервной системы и связаная с ней нейрогуморальна регуляция;
• рефлекторные изменения нейрогуморальной регуляции;
• сочетание основных механизмов патогенеза, действия ЭМП с подавляющим нарушением обмена веществ, активности ферментов.
Удельный вес каждого из этих механизмов определяется физическими и биологическими изменениями в организме человека.
В отдельных случаях у человека появляются боль в сердце, отдышка, сердцебиение, головокружение, повышена потливость, усиливается функция щитовидной железы, нарушается менструальный цикл у женщин и наблюдается половая слабость у мужчин; изменяется формула крови (уменьшается количество лейкоцитов и тромбоцитов). Одним из специфических поражений человека есть катаракта, которая может возникнуть сразу после облучения, через 3-6 дней или развиваться постепенно на протяжении нескольких лет. Катаракта вызывается нагреванием хрусталика к температуре сверх допустимых физиологичных пределов. Кроме катаракты возможно повреждение стромы роговицы и кератит.
Следовательно, влияние электромагнитного излучения имеет системный характер и нуждается в соответствующих системных методах защиты от него.
Самыми распространенными из таких методов являются такие:
- уменьшение плотности потока энергии, если позволяет данный технологический процесс или оборудование.
- защита временами (то есть ограничение времени нахождения в зоне источника ЭМП).
- защита расстоянием.
- экранирование рабочего места или источника.
- рациональное планирование рабочего места.
- применение средств предупредительной сигнализации.
- применение средств личной защиты.
Для уменьшения влияния электромагнитных полей на персонал, который находится в зоне действия некоторых радиоэлектронных средств, необходимы защитные мероприятия: организационные, инженерно-технические и лечебно-профилактические.
Список використаної літератури
Алексеев С.В., Усенко В.Р. Гигиена труда. – М.: Медицина, 1988. - 576 с.
Безпека життєдіяльності / За ред. Я. І. Бедрія. — Львів, 2000. – 124 с.
Брага В.М., Квашніна О.В., Сівак О.А. Виживання у надзвичайних ситуаціях – Черкаси, 2005. – 68 с.
Гайченко В. А., Коваль Г. М. Основи безпеки життєдіяльності людини: Навч. посіб. — 2-ге вид., стереотип. — К.: МАУП, 2004. — 232 с.
Єлісєєв А. Г. Охорона праці. — К., 1995. – 248 с.
Иванюков М.И., Алексеев В.С. Основи безпеки життєдіяльності. Навчальний посібник. – К: Москва. - 2007. – 153 с.
Кочін І.В., Букін В.Є., Савчук О.М. Охорона праці та безпека життєдіяльності населення у надзвичайній ситуації – Київ, «Здоров'я», 2005. - 430 с.
Пістун І.П. Безпека життєдіяльності. – Львів, 1996. – 528 с.
Скобло Ю.С., Соколовська Т.Б., Мазоренко Д.І., Тіщенко Л.М., Троянов М.М. Безпека життєдіяльності: Навчальний посібник для вищих навчальних заклаів 3-4 рівнів акредитації. – Київ: Кондор, 2006. – 422 с.